專(zhuān)利名稱(chēng)：鉛蓄電池的電解液組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鉛蓄電池的電解液組合物，其在低溫下通過(guò)提高蓄電池的性能和壽命而保持蓄電池的性能。由于具有更大的電流效率其能在短時(shí)間內(nèi)處于完全充電狀態(tài)。由于能有效地去除白色硫酸鉛而不腐蝕電極板本發(fā)明也能延長(zhǎng)蓄電池的壽命，以及可以使由于白色蝕點(diǎn)硫酸鉛所損壞的廢蓄電池重新再利用。
背景技術(shù)：
鉛蓄電池是一種具有最長(zhǎng)歷史的蓄電池。隨著時(shí)間的推移，對(duì)鉛蓄電池進(jìn)行了許多改進(jìn)，并且廣泛地使用它們，如用于汽車(chē)、應(yīng)急電源和蓄電標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在鉛蓄電池占整個(gè)二次電池產(chǎn)量市場(chǎng)的近90％的份額。
鉛蓄電池是由一個(gè)陽(yáng)極板(PbO2)、一個(gè)陰極板(Pb)和電解液組成。通過(guò)放電兩個(gè)電極都轉(zhuǎn)變成硫酸鉛(PbSO4)。陽(yáng)極板的過(guò)氧化鉛(PbO2)是通過(guò)鉛或氧化鉛的電解氧化而制成的。這種活性物質(zhì)是多孔的并具有大的易于反應(yīng)的合適面積。此時(shí)，盡管需要防止由于伴隨充電和放電而產(chǎn)生的膨脹和收縮崩塌或脫落，在放電期間產(chǎn)生的硫酸鉛將損壞陽(yáng)極板的活性物質(zhì)的性能，總之，這是影響蓄電池壽命的主要原因。
為了解決上述問(wèn)題，通過(guò)將改進(jìn)的合成物質(zhì)用作電極的活性物質(zhì)對(duì)壽命限制進(jìn)行了研究。盡管有通過(guò)改善電解液特性而提高壽命限制的方法，但是在這方面的研究還是相當(dāng)不夠的。
韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)說(shuō)明書(shū)No.83-1674公開(kāi)了一種制備電解液組合物的方法，其降低了鉛蓄電池中的硫酸的數(shù)量，并在其中加入了硫酸鎂、硫酸鋁和氟硼酸胺。但是，由于解決了傳統(tǒng)硫酸電解液的問(wèn)題，其僅僅有一點(diǎn)提高，因此其還不能廣泛地進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)說(shuō)明書(shū)No.98-127040公開(kāi)了一種電解液組合物，其是通過(guò)將如苛性鈉的化合物加入到硫酸電解液中而制成的。但是，由于苛性鈉與硫酸(即主要成分)發(fā)生中和反應(yīng)，該本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中有一定的問(wèn)題。
本發(fā)明的用于鉛蓄電池的電解液組合物是由將0.5～1.7wt％的硫酸鈷(CoSO4)、40～50wt％的硫酸鎂(MgSO4)、0.2～0.8wt％的氯化胺(NH4Cl)、15～25wt％的氯化鋁(AlCl3)和0.05～1.0wt％的煙酸加入到100份蒸餾水中所組成的。作為混合這些組合物的方法在該技術(shù)中通常已知的方法都可以使用。
作為本發(fā)明的電解液組合物其各自成分?jǐn)?shù)量的上限是通過(guò)使其達(dá)到最大電流效率而確定的，而其下限是由電解液組合物所達(dá)到性能效應(yīng)而限制的。
傳統(tǒng)的鉛蓄電池在快速充電期間可能會(huì)經(jīng)受性能的下降或炸裂。但是，使用本發(fā)明的電解液組合物的蓄電池，由于其具有更高的電流效率而在短時(shí)間內(nèi)就可處于完全充電狀態(tài)。本發(fā)明能夠有效地去除白色蝕點(diǎn)硫酸鉛(PbSO4)而不腐蝕電極板。換一句話說(shuō)，本發(fā)明防止了白色蝕點(diǎn)硫酸鉛的產(chǎn)生，其是縮短蓄電池壽命的主要因素。因此，本發(fā)明將延長(zhǎng)蓄電池的壽命，以及可以使由于白色蝕點(diǎn)硫酸鉛而損壞的廢蓄電池重新再利用。
另外，本發(fā)明的電解液組合物是比重為1.15～1.17，其比傳統(tǒng)的硫酸電解液(接近1.28)要更低。在使用本發(fā)明的電解液組合物的蓄電池的情況下，也可以降低電池的重量。
再者，本發(fā)明可以用作電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池，其能解決有關(guān)壽命、效率和快速充電方面的普遍問(wèn)題。通過(guò)下面更具體的實(shí)施方案和實(shí)施例將會(huì)了解本發(fā)明。不過(guò)，下面的實(shí)施方案僅僅是說(shuō)明本發(fā)明的目的，因此其并不打算限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
圖2是說(shuō)明隨著本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液電流變化對(duì)放電的影響的曲線。
圖3是說(shuō)明隨著本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液溫度變化對(duì)放電的影響的曲線。
圖4是在充電時(shí)本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液比重的比較曲線。
圖5是在放電時(shí)本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液比重的比較曲線。
圖6是在連續(xù)充電和放電期間說(shuō)明本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液放電的效果曲線。
圖7是在6V-10W負(fù)荷下，本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液的放電電壓的示意曲線。
圖8是在6V-15W負(fù)荷下，本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液的放電電壓的示意曲線。
圖9是在12V-100W負(fù)荷下，本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液的放電電壓的示意曲線。


圖10是在12V-150W負(fù)荷下，本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液的放電電壓的示意曲線。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方案電解液組合物的制備通過(guò)將1.0wt％的硫酸鈷、50wt％的硫酸鎂、0.3wt％的氯化胺、20wt％的氯化鋁和0.07wt％的煙酸加入到100份蒸餾水中而制備本發(fā)明的電解液組合物。
另外，測(cè)量下面的參數(shù)在充電和放電時(shí)本發(fā)明電解液的和硫酸電解液的比重變化；和通過(guò)連續(xù)的充電和放電鉛蓄電池性能的下降。這些結(jié)果示于圖2、3、4、5和6。
如圖2所示，本發(fā)明的電解液(b)比硫酸電解液(a)具有更高的放電容量。如圖3所示，隨著溫度的增加，本發(fā)明的電解液(b)比硫酸電解液(a)具有更高的放電效率。特別是在0℃時(shí)放電容量有很大的差異。因此，本發(fā)明的電解液在低溫下具有很好的放電效率。
如圖4所示，與本發(fā)明的電解液相比較，硫酸電解液表明在充電時(shí)在更大的比重下具有更陡的上升曲線。如圖5所示，與本發(fā)明的電解液相比較，表明在放電時(shí)在更大的比重下，硫酸電解液開(kāi)始下降，并且其最終的比重要高于本發(fā)明的電解液。如圖6所示，在使用硫酸電解液(a)的情況下，通過(guò)進(jìn)行重復(fù)充電和放電，表明其放電容量迅速下降，而在使用本發(fā)明的電解液(b)的情況下，在重復(fù)充電和放電后，其放電容量幾乎沒(méi)有變化。實(shí)際上，在通過(guò)重復(fù)充電和放電后，其放電容量還有小量的增加。
表1

*PI本發(fā)明的如圖7、8、9和10所示，本發(fā)明的電解液的電壓曲線在放電時(shí)是緩慢形成的。在另一方面，硫酸電解液所顯示并不是這種緩慢的特性。再者，在使用本發(fā)明的電解液的情況下，電壓下降所花的時(shí)間要更長(zhǎng)。如上述表1所示，本發(fā)明電解液比傳統(tǒng)的硫酸電解液直到電壓發(fā)生下降時(shí)所需的時(shí)間更長(zhǎng)的多。
與傳統(tǒng)的硫酸電解液相比，本發(fā)明的電解液是易于處理的。其沒(méi)有刺激性氣味對(duì)人體無(wú)害。另外，在蓄電池和導(dǎo)線的接線端不會(huì)產(chǎn)生白蝕硫酸鉛。由于其不必補(bǔ)充蒸餾水，可以防止雜質(zhì)的滲入。
本實(shí)施例使用的蓄電池是已經(jīng)使用了兩年多的，其也產(chǎn)生了白蝕硫酸鉛。這種硫酸鉛在整個(gè)極板上都嚴(yán)重地產(chǎn)生了，其致使化學(xué)能轉(zhuǎn)化低下。因此，這些廢電池將降低作為蓄電池的性能，如電極的脫落、降低蓄電池的容量等。不過(guò)，在將本發(fā)明的電解液注入其中使用20小時(shí)后，在電池上的白蝕硫酸鉛完全消失了。
表4

如上述表3所示，在使用充滿傳統(tǒng)的硫酸電解液的蓄電池的情況下，其平均運(yùn)輸?shù)拿旱V為120噸。在使用充滿本發(fā)明的電解液的蓄電池的情況下，其平均運(yùn)輸?shù)拿旱V為270噸，這可以確認(rèn)其效率提高了2倍或更高。另外，與傳統(tǒng)的硫酸電解液相比本發(fā)明的電解液在充電時(shí)具有更快的恢復(fù)率，其比傳統(tǒng)的硫酸電解液高15％的放電效率。
如上述表4所示，在安全燈的試驗(yàn)中，與傳統(tǒng)的硫酸電解液相比在放電時(shí)間上本發(fā)明的電解液提高了30％的容量。作為傳統(tǒng)的硫酸電解液在平均使用5個(gè)月后其使用壽命就滿了，這樣由于其放電時(shí)間的下降就阻止了其在隧道工作中的連續(xù)使用。但是，作為本發(fā)明的電解液，在隧道工作中實(shí)際上使用連續(xù)工作成為現(xiàn)實(shí)。
工業(yè)應(yīng)用如上所述，通過(guò)提高蓄電池的性能和壽命，在低溫下本發(fā)明的電解液可以保持蓄電池的性能。由于具有更高的電流效率，其也能夠在短時(shí)間內(nèi)處于完全充電狀態(tài)。由于本發(fā)明能有效地去除白蝕硫酸鉛而不腐蝕電極板，因此其也能夠延長(zhǎng)蓄電池的壽命，總之其還可以使由于白蝕硫酸鉛而損壞的廢蓄電池重新利用。
權(quán)利要求
1.一種用于鉛蓄電池的電解液組合物，其是由將0.5～1.7wt％的硫酸鈷、40～50wt％的硫酸鎂、0.2～0.8wt％的氯化胺、15～25wt％的氯化鋁和0.05～1.0wt％的煙酸加入到100份蒸餾水中所組成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鉛蓄電池的電解液組合物,通過(guò)提高蓄電池的性能和壽命,在低溫下其可以保持蓄電池的性能。由于具有更高的電流效率,其也能夠在短時(shí)間內(nèi)使其處于完全充電狀態(tài)。由于本發(fā)明能有效地去除白蝕硫酸鉛而不腐蝕電極板,因此其也能夠延長(zhǎng)蓄電池的壽命,并且其還可以使由于白蝕硫酸鉛而損壞的廢蓄電池重新利用。
文檔編號(hào)H01M10/08GK1337073SQ00802768
公開(kāi)日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2000年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月13日
發(fā)明者李康洙 申請(qǐng)人:索爾泰克公司